丘東集氣站壓縮機開機故障分析及處理

程鑫+范文風

摘 要：本文分析了我廠丘東采氣工區7#壓縮機組在PLC程序升級后出現啟動故障的原因以及處理方法。

關鍵詞：瓦克夏L5794GSI燃氣發動機；EMS；PLC可編程控制器

一、故障概述

（一）設備情況簡介

2014年7月，我廠丘東采氣工區先后投運了6#、7#兩臺相同的原料氣壓縮機組，該設備是由中油濟柴成都壓縮機廠生產、成撬和安裝的，其壓縮機型號是RTY1030MH500×305-CFC/2，動力端使用的是瓦克夏L5794GSI—V型12缸帶渦輪增壓和中冷器的燃氣發動機，最大功率可達1030Kw。兩臺設備同時生產出廠，無論是結構組成、管線工藝、控制系統、PLC可編程控制器等各個方面都是完全相同的，投運后一直平穩運行。但是，原有的編程方案在啟動程序上，缺少啟動階段對壓縮機汽缸的吹掃過程，出于對壓縮缸保護的目的，由廠家工程師到現場根據實際情況和要求對PLC程序進行了升級編譯。

（二）故障發生描述

廠家工程師依據我們提出的要求，在原PLC控制程序的基礎上改進升級，編譯了一套新的PLC程序代碼并在6#機組上傳，經過連續兩天的調試和測試，終于將程序編譯完全并完善了控制屏的組態，且6#機組可以正常啟動和加載，符合改進要求。然后工程師將此編譯好的程序上傳到了7#機組，但是由于當時7#機組的壓縮機正在大修過程中，無法開機啟動，就沒有進行測試，但是兩臺機組是相同的控制系統應該是沒有問題的。

半個月后，7#壓縮機大修完成，準備試機，操作人員點擊啟動按鈕后PLC發出開機指令，程序在各個階段一切正常無報警，與6#機組的啟動過程毫無差別。但是執行到發動機預潤滑，啟動馬達該進行盤車的時候，啟動馬達卻沒有響應，然后控制系統發出發動機啟動失敗的報警。我們檢查了機組工藝流程，并手動測試了啟動馬達都沒有問題，又開機兩次，啟動馬達仍然沒有動作，我技術人員開始查找啟動故障的原因。

二、故障分析

該機組控制系統使用的控制器是西門子S7-300系列，型號為CPU314C-2DP帶集成的數字量和模擬量輸入/輸出的緊湊型 CPU，是西門子應用最廣、銷量最大的全集成自動化控制器，硬件不會有問題。廠家工程師也是非常有經驗的壓縮機PLC控制編程人員，且該程序在6#機組的使用這半個月是一切正常的，PLC的編程邏輯也應該沒有問題。因此判斷，問題可能出現在新程序的參數設置上。

新程序的啟動過程為：PLC發出開機指令，自檢沒有停機報警信號的話，發出指令打開進氣閥和放空閥，進入壓縮機汽缸吹掃階段，倒計時時間為T3（舊程序沒有該階段）；T3時間到關閉兩個閥，同時給壓縮機預潤滑泵通電進行潤滑，進入壓縮機預潤滑階段，倒計時時間為T4；T4時間到后進入啟動倒計時階段，倒計時時間為T，給發動機控制器ESM模塊發出啟動指令，發動機預潤滑泵啟動，按照ESM設定好的預潤滑時間T1進行發動機預潤滑（注意，該階段內壓縮機預潤滑并沒有停止）；T1時間到預潤滑泵停止，同時給啟動馬達信號，啟動馬達帶動發動機飛輪進行盤車，當轉速達到設定值，發動機點火系統開始點火，發動機啟動，發動機轉速自動調整至設定的怠速，然后啟動馬達停止，從馬達啟動至怠速的時間為T2。當啟動倒計時T時間到，壓縮機預潤滑泵斷電，PLC檢測所有參數，正常則啟動成功，如有異常則啟動失敗，失敗后機組進入后潤滑，停機后壓縮機后潤滑倒計時時間為T5，發動機后潤滑時間為T6。

根據廠家的建議和壓縮機保護的目的，吹掃時間T3設置為15s為宜，壓縮機停開機前后的潤滑時間應該至少3分鐘，因此須T+ T4≥180s，T5≥180s。T2大約為15s，發動機預潤滑時間T1和后潤滑時間T6是ESM模塊內部設定的，但是啟動倒計時T應該大于T1+T2的總和，否則當啟動倒計時T時間到，發動機都還有點火啟動，PLC檢測不到轉速就會發出停機指令。而7#機組的故障現象就與此類似，所以我技術人員重新設置了程序參數，將啟動倒計時T增大，經過三次調整，當T設置為300s的時候，7#機組成功啟動，故障得到解決。

三、進一步分析及處理

通過上面的分析，可以看出故障原因就是啟動倒計時參數T的值設置偏低，但是兩臺應該一模一樣的機組為什么出現這種問題呢？發動機控制器（ESM）是瓦克夏發動機的一個獨立控制系統，可向PLC控制系統提供發動機的各類參數信息并接收PLC發出的停開機指令信號，但是其他參數設置只能通過ESM監控軟件，用筆記本電腦查看。6#機組參數設置T=180s，T1=150s，T2≈15s，T3=15s，T4=180s，T5=180s，T6=300s，而7#機組參數設置T1=270s，T2≈15s，T3=15s，T4=180s，T5=180s，T6=300s，我們發現兩臺機組的發動機控制器ESM內置的發動機預潤滑時間T1是不同的，7#的明顯偏大，遠大于啟動倒計時T，所以造成了該機組的啟動故障。

四、結語

此次壓縮機啟動故障的原因分析處理過程，做到了具體問題具體分析，通過對兩臺相同設備控制系統的對比分析，發現了故障原因所在，并成功找到要因并順利解決，很好地考驗了維護人員的工作水平。

參考文獻：

[1]李彩霞.L5794GSI燃氣發動機的ESM系統及常見故障[J].設備管理與維修，2015.